甘肃省兰州市2019届高三物理一模试题（含解析）

甘肃省兰州市2019届高三物理一模试题（含解析）二、选择题：本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第14-18题只有一项符合题目要求，第19-21题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分1.用不同频率的光照射金属表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能ek随入射光的频率v变化的ekv图象。由于金属的活泼性不同，金属的逸出功也不同，越活泼的金属逸出功越小，故而不同金属的ekv图象也有所不同。若将碱金属中的锂和钠的ekv图象画在同一坐标系中，实线表示锂的图象，虚线表示钠的图象，则下图能正确反映这一过程的是（）a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】ab.根据光电效应方程知，ekmhvw0，可知图线的斜率表示普朗克常量h，图线斜率相同；横轴截距表示金属的极限频率，由于锂与钠比较，钠更活泼，则钠的逸出功小，则钠的极限频率较小，钠为实线，故a符合题意b不符合题意。cd.根据光电效应方程知，ekmhvw0，可知图线的斜率表示普朗克常量h，图线斜率相同，故cd不符合题意。2.可看成球形的雨滴从足够高的地方下落，下落时受到的空气阻力的大小与速率平方成正比，与雨滴的横截面积成正比。若半径为r的雨滴落地时的速率为v，则半径为2r的雨滴落地时的速率为（）a. 2vb. 4vc. d. 【答案】c【解析】【详解】设雨滴的密度为，空气阻力为：fksv2雨滴落地时已经达到平衡状态，即为：kv2r2半径为2r的雨滴，有：kv2（2r）2联立解得：vva.2v与计算结果不符，故a不符合题意。b.4v与计算结果不符，故b不符合题意。c.与计算结果相符，故c符合题意。d.与计算结果不符，故d不符合题意。3.如图所示，光滑小球用一根不可伸长的细绳系住，绳的另一端经过半圆形的光滑碗的边缘b点。现用水平力缓慢地拉动小球，小球在碗壁上滑动，细绳始终处于收紧状态。小球从碗底中心点位置a点开始到接近碗口边缘b点的过程中，碗面对小球的支持力fn以及绳对小球的拉力ft的变化情况是（）a. fn保持不变，ft不断减小b. fn不断减小，ft不断增大c. fn保持不变，ft先减小后增大d. fn不断减小，ft先减小后增大【答案】b【解析】【详解】ac.小球在某一位置时，绳子与水平方向夹角为，小球与圆心连线与水平方向夹角为，小球受到重力、支持力和绳子拉力，如图所示：根据矢量三角形法则结合图中几何关系可得：即：所以fnmgcot，ft上升过程中增大，则cot减小，故fn减小；故ac不符合题意。bd.根据几何关系，所以上升过程中减小增大，增大，故ft增大，故b符合题意，d不符合题意。4.如图所示在理想变压器电路中，原副线圈的匝数比为3：1，电阻r1与r2阻值相等。a、b两端接电压恒定的正弦交流电源。在滑动变阻器滑片p向右移动的过程中（）a. r1消耗的功率增大b. 电源的输入功率增大c. r1、r2两端的电压之比恒为3：1d. r1、r2消耗的功率之比恒为1：9【答案】d【解析】【详解】滑动变阻器滑片p向右移动的过程中，总电阻增大，原副线圈的电流强度均减小；ab.根据pui1可知，电路中消耗的总功率在减小，电源的输入功率减小；根据pi2r可知原线圈电路中定值电阻r1消耗的功率在减小，副线圈电路中定值电阻r2消耗的功率也在减小，故ab不符合题意；c.根据uir原、副线圈电路中定值电阻r两端的电压之比等于电流强度之比，等于原副线圈的匝数的反比，即为1：3，故c不符合题意；d.原副线圈中的电流，根据pi2r可知原、副线圈电路中定值电阻r消耗的功率之比等于电流强度平方之比，为1：9，故d符合题意。5.如图甲所示，物体受到水平推力f的作用在粗糙水平面上做直线运动，通过力传感器和速度传感器监测到推力f、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示（取g10m/s2）。则下列判断不正确的是（）a. 物体的质量m0.5kgb. 物体与水平面间的动摩擦因数0.40c. 03s内物体所受摩擦力的冲量大小为4nsd. 03s内物体所受合力做的功为1j【答案】c【解析】【详解】a.由速度时间图象可以知道在23s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2n，在12s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a2m/s2，由牛顿第二定律可得ffma，所以m0.5kg，故a不符合题意；b.由ffnmg所以0.4故b不符合题意；c.03s内物体所受摩擦力的冲量大小为 故c符合题意；d.根据动能定理得03s内物体所受合力做的功为01j故d不符合题意；6.2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现月球背面软着陆。1月11日，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器正常工作，在鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍，1月15日，嫦娥四号完成人类首次月面生物实验，月面长出第一株嫩芽。已知月球表面的重力加速度约是地球上的重力加速度，地球与月球间的距离约是地球半径的60倍。对于月球以及探月飞行器，下列说法正确的是（）a. 地球上的人永远只能看到月球的正面而看不到背面，是因为月球的自转周期与月球的公转周期相同b. 地球上的人永远只能看到月球的正面而看不到背面，是因为月球的自转周期与地球的公转周期相同c. 嫦娥四号在月球近地轨道运行时的速度大于7.9km/sd. 嫦娥四号在月球上受到地球的引力约是其在地球上重力的【答案】ad【解析】【详解】ab.由于月球的自转周期与月球的公转周期相同，地球上的人只能看到月球正面看不到背面，故a符合题意，b不符合题意；c.根据地球上卫星的近地环绕速度，即第一宇宙速度7.9km/s同理：月球上的第一宇宙，由于gg，rr，故vv7.9km/s故c不符合题意；d.由于地球与月球间的距离约是地球半径的60倍，根据万有引力公式知，嫦娥四号在月球处受到的地球引力为其在地球上重力的，故d符合题意；7.如图所示，两平行带电金属板之间存在匀强电场。有一带电粒子（不计重力）从上极板的左边缘沿水平方向射入匀强电场，第一次沿轨迹从两板右端连线的中点飞出；第二次沿轨迹落到下板中点。设其它条件不变，则（）a. .若粒子两次射入电场的水平速度相同，则电压u1：u21：4b. 若粒子两次射入电场的水平速度相同，则电压u1：u21：8c. 若两次偏转电压相同，则粒子两次射入电场的水平速度v1：v2：1d. 若两次偏转电压相同，则粒子两次射入电场的水平速度v1：v2：1【答案】bc【解析】【详解】设平行板电容器板为l，板间距离为d，粒子的初速度为v则对于第一种情况：，t1联立解得：u1同理对于第二种情况：，联立解得：u2=ab.根据式可知，若粒子两次射入电场的水平速度相同则电压之比为：u1：u21：8，故a不符合题意，b符合题意；cd.根据两式可知，若两次偏转电压相同，则粒子两次射入电场的水平速度之比为，故c符合题意，d不符合题意；8.如图所示，间距为l的无限长光滑导轨平面倾斜放置，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨面与水平面夹角为，一个质量为m，电阻为r的光滑导体棒垂直横跨在两根导轨上，导轨上端的定值电阻阻值为r，导轨电阻不计，当导体棒从静止释放后，沿导轨下滑距离l时达到稳定状态，下滑过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好，以下说法正确的是（）a. 导体棒做变加速运动，最大加速度为agsinb. 导体做匀加速运动，加速度为agsinc. 导体棒稳定时的速度为vd. 从开始到稳定导体棒上消耗的电热为【答案】a【解析】【详解】ab.导体棒在下滑过程中，受到重力、导轨的支持力和安培力，安培力方向与速度方向相反，安培力随着速度的增大而增大，则导体棒的合力减小，加速度减小，故开始时加速度最大，此时导体棒不受安培力，所以最大加速度为 agsin，故a符合题意b不符合题意。c.导体棒稳定时做匀速运动，则有 mgsin，得 v故c不符合题意。d.根据能量守恒定律得 mglsin+q，导体棒上消耗的电热为qrq，联立解得 qrmglsin，故d不符合题意。二非选择题：包括必考题和选考题两部分第22题-第32题为必考题，每个试题考生都必须作答第33题-第38题为选考题，考生根据要求作答（-）必考题（共129分）9.某兴趣小组的同学们在学习了动能定理以后，尝试用如图所示的装置来验证动能定理。打点计时器接在频率为f的交流电源上，实验前已测出砝码和砝码盘的总质量为m，小车的质量为m（1）挂砝码和砝码盘前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至轻推小车观察到_（2）挂上砝码和砝码盘后，按实验要求打出图中纸带、其中o为起始点，依次每隔5个点为一个计数点，a、b、c、d、e为纸带上选取连续5个清晰的计数点，测量出a、c、e计数点到o点的距离分别为x1、x2、x3，则打下c点时小车的速度vc_（3）若将砝码和砝码盘的重力视为小车受到的拉力，从o到c的过程中，只要表达式_成立即验证了动能定理【答案】 (1). 小车做匀速直线运动 (2). (3). mgx2【解析】【详解】（1）1实验前要平衡摩擦力，节木板右侧的高度，直至轻推小车观察到小车做匀速直线运动。（2）2每隔5个点为一个计数点，计数点间的时间间隔为：t5t，打c点时的速度为：vc（3）3从o到c过程，由动能定理得：mgx2即：mgx210.某兴趣小组在查阅资料后发现，一般金属材料电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小。（1）如（甲）是某种材料制成的电阻r随摄氏温度t变化的图象。图中r0表示0时的电阻，k表示图线斜率。若用该电阻与电池（e、r）、电流表a（内阻为rg）、滑动变阻器r1串联起来。连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”。使用“电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1t2，则t1的刻度应在t2的_（填“左侧”或“右侧”）；在标识“电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系，请写出所测温度t与电流i之间的关系式t_（用题中所给物理量表示）（2）在研究用某种导电材料制成的用电器z的导电规律时，兴趣小组利用如图（丙）所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：u（v）0.400.600.801.201.501.60i（a）0.200.450.801.802.813.20u20160.360.641.442.252.56根据表中数据，可以判断用电器件z可能由_材料组成；为了找出用电器z的电流i随电压u之间的变化规律，小组成员又在表格中计算了u2的值，请根据表中数据在丁图中画出iu2的图象_，并根据图象大致判断i与u2之间的关系为_【答案】 (1). 右侧 (2). (3). 半导体 (4). (5). 成正比【解析】【详解】（1）1温度t1t2，电阻r1r2，电流i1i2，故t1的刻度应在t2的右侧；2根据闭合电路欧姆定律，有根据温控电阻与温度关系，得到rr0+kt联立得到：t所以有：（2）3从上表可以看出，随着电压的增加，功率增大，逐渐变小，故是半导体材料；45描点后然后画成图象如图所示，从图象可以看出图象是一条过原点的直线，则iku2，即电流与电压的平方成正比。11.如图所示，光滑水平面与光滑半圆弧轨道平滑连接，静止在水平面上的a、b两物块（可看成质点）之间有一被锁定的压缩轻弹簧，ab与弹簧接触但不连接。第一次固定a，解除弹簧锁定，b物体被弹开后，经过半圆轨道最高点时对轨道的压力为其重力的3倍。保持弹簧的压缩量不变重新锁定弹簧，第二次a、b均可自由运动，解除弹簧锁定，b恰好能通过圆弧最高点：求：a，b两物块的质量之比。【答案】5：3【解析】【详解】a物块的质量为ma，b物块的质量为mb，光滑圆弧的半径为r，弹簧两次形变量相同，释放出的弹性势能为ep，第一次固定a，释放b，b离开弹簧时的速度为v0，运动到最高点时的速度为v1：第二次同时释放ab，离开弹簧时a的速度为va，b的速度为vb，b运动之圆弧最高点时的速度为vb1第一次：由能量守恒定律得：，对b：由机械能守恒定律得：，由牛顿第二定律得：n+mbgmb且n3mbg解得：第二次：由能量守恒得：，由动量守恒定律得：mavambvb0对b，由机械能守恒定律得：，恰好通过最高点，由牛顿第二定律得：mbgmb解得答：a、b两物块的质量之比。12.如图所示，xoy坐标系中，在y0的范围内存在足够大匀强电场，方向沿y轴正方向，在0y2d的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场。在y2d处放置一垂直于y轴的足够大金属板ab，带电粒子打到板上即被吸收，如果粒子轨迹与板相切则刚好不被吸收。一质量为m、电量为+q的粒子以初速度v0由p（0，d）点沿x轴正方向射入电场，第一次从q（1.5d，0）点经过x轴。粒子重力不计。求：（1）匀强电场的电场强度e（2）要使粒子不打到挡板上，磁感应强度b应满足的条件；（3）若粒子恰好不打在挡板上，粒子第四次经过x轴时的坐标。【答案】（1）（2）b（3）（0.5d，0）【解析】【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向：1.5dv0t竖直方向：d解得：e（2）粒子进入磁场时与x轴夹角为：atctanarctanarctan53粒子进入磁场时速度为：v粒子运动轨迹与挡板相切时粒子刚好不打在挡板上，由几何知识得：r+rcos532d解得：r粒子做圆周运动，由牛顿第二定律得：qvbm，解得：b粒子不打在挡板上，磁感应强度需要满足的条件是：b；（3）粒子从磁场进入电场后在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做类竖直上抛运动，在水平方向的位移为：21.5d3d粒子第四次到达x轴时：x1.5d2rsin53+3d2rsin530.5d粒子第四次经过x轴时的坐标（0.5d，0）；13.下列说法正确的是（）a. 密封在钢瓶内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大b. 两个分子从相距很远开始逐渐互相靠近，此过程中其分子力先增大后减小，分子势能先减小后增大c. 一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体的压强一定减小d. 第二类永动机是不能制造出来的，因为它虽不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律e. 物体的温度为0时，物体的分子平均动能为零【答案】acd【解析】【详解】a.密封在钢瓶内的气体，若温度升高，分子平均动能增大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，故a符合题意；b.两个分子从相距很远开始逐渐互相靠近，此过程中其分子力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，故b不符合题意；c.一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，根据热力学第一定律，气体一定对外做功，体积增大；再根据理想气体状态方程，温度不变，体积增大，则在该过程中气体的压强一定减小，故c符合题意；d.第二类永动机是不能制造出来的，因为它虽不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，故d符合题意；e.因为绝对零度无法达到，所以物体的分子平均动不可能为零，故e不符合题意。14.如图所示，两水平气缸a、b固定，由水平硬质细杆（截面积可忽略）相连的两活塞的横截面积sa=4sb，两气缸通过一根带阀门k的细管（容积可忽略不计）连通。最初阀门k关闭，a内贮有一定量的气体（可视为理想气体），b内气体极为稀薄（可视为真空），两活塞分别与各自气缸底相距a=20cm，b=25cm，活塞静止。今将阀门k打开，问：（设整个变化过程气体的温度保持不变，不计活塞与气缸之间的摩擦，外部大气压为p0）活塞将向哪边移动？活塞移动的距离是多少？【答案】左15cm【解析】【详解】阀门k打开以后，气缸a内的气体自由膨胀，而后充进a和b两个气缸，两活塞和连杆整体进行受力分析，a内压强减小，b内压强增加，因